WO2017008837A1 - Vacuum gripping apparatus and method for operating a vacuum gripping apparatus - Google Patents

Vacuum gripping apparatus and method for operating a vacuum gripping apparatus Download PDF

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pressure
control valve
valve device
suction
vacuum
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PCT/EP2015/065975
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Manuel Mayer
Jens Anderle
Hannes Wirtl
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Festo Ag & Co. Kg
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    • B65G47/74Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90Devices for picking-up and depositing articles or materials
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a vacuum gripping device which comprises a suction gripper unit having at least one suction pad, which can be connected via a connected to a control valve device either with a vacuum in the suction gripper causing vacuum source or with a discharge pulse in the suction gripper generating overpressure source ,
  • the invention further relates to a vacuum gripping device, which is operable in particular in the aforementioned sense and having a at least one suction gripper
  • Suction gripper unit containing, via a connected to them control valve device optionally with a in the
  • Suction gripper a negative pressure source causing vacuum or with a discharge pulse generating in the suction pad pressure source is connected to control the control valve means an electronic control unit is present and wherein the suction pad unit at least one suitable for measuring the prevailing in their actual pressure and communicating with the electronic control unit Pressure measuring device is assigned.
  • To control the vacuum gripping device is equipped with an electronic control unit, which is also able to evaluate a measured in the suction pad unit actual pressure, for example, to constantly monitor compliance with a desired vacuum levels, while the gripped object is repositioned.
  • the generation of the ejection pulse takes place in that the suction pad unit is connected by means of the control valve device with variably adjustable flow rate with the overpressure source, so that the time within which degraded the vacuum in the suction pad and a more or less high ejection force is built up, can be varied.
  • the adjustment parameters which are necessary in this case show a rather strong dependence on the respective system boundary conditions, such as, for example, the height of the nominal overpressure provided by the overpressure source or the length of a working line extending between the control valve device and the suction gripper
  • a comparable problem is also subject to the vacuum gripping device described in DE 10 2008 005 241 AI, in which the ejection pulse is generated purely time-controlled during an empirically determined, fixed or adjustable predetermined period of time.
  • the invention has for its object to take measures that allow at least substantially independent of the respective system constraints independent generation of a matched to the particular gripping object Abschimpulses.
  • a method of the type mentioned is provided according to the invention that the ejection pulse is generated depending on the actual pressure setting after connection to the overpressure source in the suction pad unit.
  • the object is further achieved in a vacuum gripping device of the type mentioned in the present invention in that the electronic control unit has control means by which the control valve means for generating the Abw ⁇ 1 ⁇ 4rfimpulses depending on the after connection to the Overpressure source in the suction pad unit adjusting actual pressure can be controlled.
  • the method and device work adaptively within wide limits and are able to adapt to changing boundary conditions. The adjustment effort is thereby reduced to a minimum. Especially when it comes to grab and store very small and lightweight items such as computer chips, can be ensured with the inventive measures that provides a customized pulse duration for safe yet gentle ejection at the storage location.
  • the shaping of the ejection pulse by monitoring a pressure threshold.
  • a prevailing in the suction pad unit actual pressure is measured, wherein the overpressure source is separated by means of the control valve device of the suction pad unit when the measured actual pressure has reached a predetermined excess pressure limit.
  • the excess pressure limit value can preferably be specified variably. It is expedient to set an excess pressure limit value. selected, which is 0.05 bar to 0.15 bar and which moves in particular in the range of 0.1 bar.
  • a control valve device is used with very short switching times, for example a piezo valve device, so that a pressure curve of the actual pressure which is almost free of overshoot can be achieved in a particularly simple manner.
  • a further advantageous realization of the method provides that during the generation of the ejection pulse in turn a prevailing in the suction pad unit actual pressure is measured, this actual pressure under at least momentary exceeding of the atmospheric pressure by appropriate control of the control valve device to a target pressure is regulated.
  • a proportional valve device is expediently used as the control valve device, which allows a specific control of the suction-suction side prevailing actual pressure with the aid of a corresponding regulator, in particular a PID controller.
  • the controller is parameterized so that a targeted and controlled overshoot in the overpressure range is provoked in the pressure curve of the actual pressure, so that it is ensured that the vacuum in the suction gripper has been reliably reduced and a previously gripped object has detached from the suction gripper.
  • the actual pressure in the aforementioned pressure control is corrected to the atmospheric pressure.
  • a further advantageous embodiment of the method provides that an actual pressure prevailing in the suction pad unit is measured during generation of the ejection pulse and the overpressure source is separated from the working line by means of the control valve device as soon as a pressure drop is detected during the measurement of the actual pressure. Measurements have shown that in the pressure curve of the actual pressure during the usual generation of the ejection pulse, a short but significant pressure drop occurs, which is related to the detachment of the previously gripped object from the suction pad. The preferred method evaluates the course of the actual pressure and ends the overpressurization of the
  • Suction pad unit if, during the measurement of the actual pressure, the pressure drop characteristic of the discharge process is detected.
  • the detection of the pressure drop can follow very precisely by determining the negative slope occurring for the first time when the pressure rises, with the aid of a differentiation of the pressure signal in a dedicated electronic control unit.
  • the method based on the detection of the pressure drop also offers the advantageous possibility of using the detection of the pressure drop to generate a discharge confirmation signal.
  • This signal which confirms the dropping off of the object, can be based on an electronic control unit for follow-up sequences.
  • the suction gripper unit expediently has a working line connected to the at least one suction gripper, which establishes the connection between the suction gripper and the control valve device.
  • This working line may be a channel formed in a rigid body or is preferably formed by a flexible hose which can be easily laid as needed.
  • the actual pressure is preferably measured in the region of the suction gripper, wherein in particular the transition region between the working line and the suction pad offers.
  • a suitable pressure measuring device for example a pressure sensor.
  • An alternative possibility provides a pressure measurement of the actual pressure in the transition region between the control valve device and the working line. Because of the greater distance of the pressure measuring zone to the suction pad here is a certain inertia of the system to consider.
  • a proportional valve device for the pressure-controlled operating method, the use of a proportional valve device is recommended as a control valve device, preferably in an embodiment as a piezo valve device.
  • a proportional valve device can also be used for the other forms of implementation of the method according to the invention.
  • the switching valve device can be designed to be digitally switchable and in particular have two control valves, one of which for connecting the suction pad unit with the overpressure source and the other for the control of the compound
  • Suction gripper unit is responsible for the vacuum source.
  • These control valves are designed in particular as 2/2-way switching valves.
  • the control valves designed as switching valves can also be used with pulse width modulation.
  • the control valve device is formed by a proportional valve device
  • the control valve device consists of two digitally switchable control valves, a diagram from which the basic pressure curve of the actual
  • the diagram of a preferred first embodiment of the method according to the invention which is based on the principle of pressure threshold detection
  • the diagram of another embodiment of the method according to the invention the principle of pressure control of the actual pressure is based
  • the diagram of a further advantageous embodiment of the method according to the invention the principle of Abscherkennung on the basis of the detection of a Pressure drop in the actual pressure curve is based.
  • vacuum gripping devices 1 have in common on a suction pad unit 2, the at least one suction pads 3 and a connected to the suction pad 3, suitable for the passage of air working line 4 included.
  • the suction gripper 3 for example, a suction cup or a suction cup, defines a suction chamber 5, which is on a working side
  • the working line 4 may be, for example, a rigid pipe or a trained in a rigid body of any kind air duct. Particularly advantageous is an embodiment as a flexible hose, as it allows a particularly variable installation.
  • a typical length of the working line is between 0.03 and 1.5 m. Depending on the application, the working line 4 can also be omitted altogether.
  • the suction gripper 3 and more precisely its suction chamber 5 is in fluid communication with this control valve device 7.
  • the control valve device 7 Contains the suction pad unit 2 as in the embodiment, a working line 4, the control valve device 7 is suitably connected to the suction pad 3 opposite end portion of the working line 4.
  • the suction gripper 3 is grown directly to the control valve device 7 with the elimination of the additional working line 4.
  • the control valve device 7 is electrically controllable to specify its operating state.
  • the control signals required for this purpose are received by the control valve device 7 via an ne or more dash-dotted lines indicated control lines 8 from a preferably also belonging to the vacuum gripping device 1 electronic control unit 12.
  • control lines 8 and means for wireless signal transmission between the electronic control unit 12 and the control valve device 7 may be present.
  • the electronic control unit 12 may be designed to work independently. Preferably, however, it is equipped with communication means which enable communication with a superordinate electronic control device, which, in addition to the vacuum gripping device 1, also controls further vacuum gripping devices 1 and / or other components of a system or machine.
  • the suction gripper unit 2 is connected on the output side to the control valve device 7.
  • the control valve device 7 communicates independently with an overpressure source P and a vacuum source or vacuum source V.
  • the overpressure source P can be arranged at any distance from the control valve device 7 and provides pressurized air under overpressure, the height of which is referred to as nominal overpressure.
  • the overpressure source P contains a compressed air reservoir and at least one suitable for generating the compressed air compressor.
  • the vacuum source V provides a negative pressure, that is, a pressure below the atmospheric pressure.
  • the vacuum source V is, for example, a vacuum pump or an ejector device which has at least one suction nozzle operating on the ejector principle.
  • an inlet of the suction nozzle is connected to a compressed air source, while an outlet the suction nozzle leads to the atmosphere.
  • the suction nozzle also has a suction side at which a negative pressure is generated when the suction nozzle is flowed through by the compressed air and which is connected to the supply of the negative pressure on the input side to the control valve device 7.
  • the vacuum gripping device 1 makes it possible to grasp objects 13, one of which is exemplified in the drawing by way of example as a plate-shaped object, by means of negative pressure and to hold them for as long as desired.
  • the suction gripper 3 is movable, so that by its movement, a repositioning of the gripped object 13 is feasible.
  • the gripped object 13 can be stored again.
  • suitable positioning means for example with a multi-axis positioning system.
  • the positioning means can also be designed so that not only the suction gripper 3, but the entire vacuum gripper unit 2 and possibly even the control valve device 7 participates in the positioning movement.
  • the control valve device 7 can be controlled such that it optionally assumes an overpressure operating state or a negative pressure operating state. In the overpressure operating state, it connects the vacuum gripper unit 2 and consequently the suction chamber 5 of the suction gripper 3 with the overpressure source P, in the vacuum operating state with the vacuum source V. In this way, an overpressure or a negative pressure can be applied to the suction gripper 3 or its suction chamber 5 . In order to grasp an object 13, the suction gripper 3 with the working side 6 still open at first is attached to the object 13 in advance. In this case, the open working side 6 of the suction chamber 5 is closed by the object 13.
  • control valve device 7 After such fitting of the suction pad 3 to the object 13, or even shortly before, the control valve device 7 is placed in the vacuum operating state, so that the interior of the suction pad unit 2, so the suction chamber 5 and the thus communicating internal channel of the optional working line. 4 to be evacuated. The resulting pressure applied to the object 13 pressure difference ensures that the object 13 is sucked to the suction pad 3 and held thereon.
  • the control valve device 7 In order to store the picked object 13 at the desired storage location, the control valve device 7 is briefly put into the overpressure operating state. This results in the interior of the suction pad unit 2 and consequently also in the suction chamber 5, a pressure pulse, which is referred to as a discharge pulse, because it causes the active ejection of the article 13 from the suction pad 3. In this way, a clearly defined and, above all, fast depositing of the object 13 at the storage location is possible.
  • the control valve device 7 may preferably also assume a shut-off operating state in which the
  • control valve device 7 is preferably designed so that it can be switched over between the vacuum operating state and the shut-off operating state during the holding of an object 13, so that the vacuum gripper unit 2 is not constantly exposed to the vacuum source V.
  • the control valve device 7 expediently has a total of 3/3-way functionality. In other words, it has three ports - two input ports 14, 15, one of which is connected to the overpressure source P and the other to the vacuum source V, and one to the
  • Suction gripper unit 2 connected output terminal 16 - and can be placed in the three above-mentioned operating conditions.
  • the control valve device 7 may be composed of a single valve or of a functionally interconnected valve group.
  • the exemplary embodiment of FIG. 1 shows a control valve device 7 formed by a single valve, which is preferably a proportional valve device 17.
  • the control valve device 7 is composed of two individual control valves 18, 19, one of which controls the connection to the overpressure source P and the other the connection to the vacuum source V. These two control valves 18, 19 are expediently each a 2/2 way valve. These two control valves 18, 19 are preferably designed as digitally switchable switching valves.
  • the control valve device 7 of the embodiment of Figure 2 represents a digitally switchable switching valve device 22nd
  • control valve device 7 as a proportional valve device 17 makes it possible to specify the flow rate of the air both during the overpressure operating state and during the vacuum operating state variable and in particular steplessly. In the case of a switching valve device 22, however, the maximum flow cross-section is released both in the overpressure operating state and in the underpressure operating state.
  • the control valve device 7 is preferably as a
  • Piezo valve device executed. This applies in particular to the proportional valve device 17, but preferably also applies to the switching valve device 22. Piezo valves are characterized by particularly short switching times, which reduce the tendency to overshoot when switching off the overpressure. Due to the proportional valve behavior opens up in particular the advantageous possibility of pressure control.
  • the vacuum gripping device 1 is furthermore equipped with at least one pressure measuring device 23 which is capable of measuring the pressure currently prevailing in the suction gripper unit 2, referred to below as the actual pressure.
  • the pressure measurement is preferably carried out in the region of the suction gripper 3 and / or in the region of the control valve device 7.
  • the embodiments are equipped according to an advantageous equipment variant with two pressure measuring devices 23, wherein a first (23a) of the pressure measuring means 23 operatively in the transition region between the working line 4 and Suction gripper 3 is installed, and a second (23b) of the pressure measuring means 23 is operatively installed in the transition region between the control valve device 7 and the working line 4. In this way it is possible to detect the pressure prevailing in the interior of the suction pad unit 2 actual pressure both in the region of the suction gripper 3 and consequently in the immediate vicinity of the suction chamber 5 and in the region of the output terminal 16 of the control valve device 7.
  • Suction gripper unit 2 prevailing actual pressure to be used in parallel.
  • Pressure measuring device 23b slightly slower than the first pressure measuring device 23a.
  • Both pressure measuring devices 23 are connected via signal lines 24 or wirelessly to the electronic control unit 12 and deliver this one of the measured actual pressure-dependent voltage signal for further evaluation and / or processing.
  • the control unit 12 can have means for processing the pressure values measured by the two pressure measuring devices 23a, 23b in an interconnected manner, for example by averaging or also by a combination with coordinated weighting. However, the control unit 12 also preferably offers the possibility of processing only the measured values of one of the two pressure measuring devices 23a, 23b during operation of the vacuum gripping device 1, wherein the control unit 12 is expediently associated with selection means 25 which provide an individual selection and specification for the allow current operation to be used pressure measuring device 23a, 23b.
  • the vacuum gripping device 1 also have only a single pressure measuring device 23 for detecting the actual pressure, which then expediently either in the region of the suction pad 3 or in the region of the control valve device 7 operatively with the acted upon by the air interior of the
  • Suction gripper unit 2 is connected.
  • the electronic control unit 12 is preferably equipped with electronic control means 26, which are designed to are to control the control valve means 7 for generating the ejection pulse depending on the actual pressure, which after the connection to the overpressure source P in the
  • Suction cup unit 2 sets. In this way, there is the advantageous possibility to produce the ejection pulse depending on the setting after the connection with the overpressure source P in the suction pad unit 2 actual pressure. Thus, a the boundary conditions of the use of the vacuum gripping device 1 bill carrying adaptive generation of the ejection pulse is possible.
  • the adaptive generation of the ejection pulse which is based on the actual pressure in the vacuum gripper unit 2, can be implemented concretely by various technical methods. For this purpose, three operating methods considered particularly advantageous will be explained below with reference to the diagrams contained in FIGS. 4 to 6.
  • the basic pressure curve of the actual pressure when picking up and dropping off an object is illustrated.
  • the "actual pressure” is understood to mean the internal pressure currently prevailing in the interior of the vacuum gripper unit 2 and detected by at least one of the pressure measuring devices 23.
  • the illustrated method is based on a vacuum gripping device 1, the control valve device 7 of which contains two digitally switchable control valves 18, 19 with 2/2 valve functionality, one controlling the vacuum supply and the other controlling the overpressure supply, so that in the following they are also referred to as vacuum Control valve 18 and be referred to as overpressure control valve 19.
  • the diagrams show the switching state depending on the operating time "t".
  • the upper operating diagram illustrates each of the operating state of the vacuum control valve 18, including the time-dependent operating state of the pressure control valve 19 is shown.
  • the operations of the diagrams according to FIGS. 3, 4 and 6 can typically be realized in the vacuum gripping device 1 of FIG.
  • FIG. 5 illustrates an operating sequence of a vacuum gripping device 1, whose control valve device 7 is a proportional valve device 17 according to the example of FIG.
  • the associated valve operating diagram is also illustrated here below the pressure-time characteristic.
  • an operating cycle begins in the closed position of both control valves 18, 19, so that the actual pressure is zero and thus corresponds to the atmospheric pressure.
  • an intake phase 27 follows, which results from the fact that the vacuum control valve 18 is opened and the overpressure control valve 19 is closed.
  • the actual pressure drops below the atmospheric pressure and it forms in the suction pad unit 2 including in the suction pad 3, a vacuum through which the object 13 is grasped and held on the suction pad 3.
  • the suction gripper 3 can be displaced for the purpose of repositioning the retained object 13.
  • the characteristic section 28 illustrates the maximum negative pressure 28 of the actual pressure.
  • the suction phase 27 is followed by a discharge phase 32, during which the sucked object 13 is thrown off the suction gripper 3 by generating the said discharge pulse.
  • This discharge phase 32 is characterized in that the vacuum control valve 18 is switched to the closed position and the overpressure control valve 19 in the open position.
  • the duration of the discharge phase 32 corresponds to the duration of the overpressure source P with the suction pad unit 2 connecting the open position of the pressure control valve 19th
  • the actual pressure initially increases and exceeds the threshold of the atmospheric pressure.
  • the pressure profile of the actual pressure records a brief pressure drop 31. It follows a further increase in pressure, which is due to the fact that the already ejected object continues to cover the opening of the suction pad 3 and thereby causes a flow resistance. If the object 13 is pushed far enough away from the suction gripper 3, the actual pressure gradually drops to the atmospheric pressure. Now, the overpressure control valve 19 can be closed again.
  • the standstill phase in which both the vacuum control valve 18 and the overpressure control valve 19 are closed, closes the suction phase 27 with the vacuum Control valve 18 and closed pressure control valve 19 on.
  • the subsequent discharge phase 32 which in turn is caused by the closing of the vacuum control valve 18 and the opening of the overpressure control valve 19, is much shorter.
  • Suction gripper unit 2 prevailing actual pressure is measured and the overpressure source P is separated by appropriate control of the switching valve device 22 of the suction pad unit 2 when the measured actual pressure has reached a predetermined excess pressure limit PG.
  • the electronic control unit 12 is expediently equipped with storage means 33 in which the overpressure limit value PG can be stored and / or stored.
  • the control unit 12 associated, only schematically indicated input means 34 expediently allow an appropriate input of the desired operating pressure for excess pressure limit PG, which is based in particular on the dimensions and / or weight of the objects to be gripped 13.
  • Comparative means belonging to the control means 26 perform a constant comparison of the measured actual pressure with the stored overpressure limit value PG and cause the overpressure control valve 19 to close as soon as the actual pressure has reached the predetermined overpressure limit value PG.
  • the vacuum control valve 18 remains closed. In this way, the ejection pulse is stopped abruptly.
  • overpressure limit value PG which can also be referred to as a threshold value
  • a relatively low overpressure is expediently set or predetermined, so that uncontrolled blowing away of the dissolved article 13 from the suction gripper 3 or other impairments in the immediate vicinity of the suction gripper 3 are prevented. It has proven to be optimal to choose the excess pressure limit in a range between 0.05 bar and 0.15 bar, and in particular in a range of about 0.1 bar.
  • the operating method according to FIG. 4 is based on the fact that the ejection pulse is predetermined by a pressure threshold or a pressure threshold
  • the method illustrated in FIG. 6 is based on the detection of the pressure drop 31 mentioned above with reference to the explanation of the diagram of FIG.
  • the actual pressure occurring in the suction gripper unit 2 during the generation of the ejection pulse is also measured in the method of FIG. 6.
  • the discharge phase 32 is not terminated by a rigidly predetermined pressure limit value, but by the occurrence of the first time during the generation of the ejection pulse pressure drop 31 in the course of the actual pressure.
  • the electronic control unit 12 causes the overpressure source P to be disconnected from the suction gripper unit 2, which means closing the overpressure control valve 19 in the specific case, so that the suction gripper unit 2 is blocked both by the Overpressure source P and is separated from the vacuum source V.
  • control means 26 are expediently equipped with differentiating means which electronically differentiate the detected pressure signal of the actual pressure and detect the pressure drop by determining a negative slope of the actual pressure profile.
  • the electronic control unit 12 is equipped with at least one signal output means 35, on which a Abschbesusistssignal can be output or output as soon as the pressure drop 31 has been detected.
  • a Abschbestreliistssignal is beyond doubt to recognize that the gripped object has been dropped.
  • the drop-off acknowledgment signal may be an optical signal and / or an electronic signal. The latter can be advantageously used in the control of the continued operation of the vacuum gripping device 1.
  • a gripping device 1 which has a control valve device 7 designed as a proportional valve device 17, for example in accordance with the model of FIG.
  • the basis of the generation of the ejection pulse is here a regulation of the actual pressure during the discharge phase 32, which is also followed by an upstream intake 27.
  • the desired value of the control valve device 7 used as a control valve is plotted as a function of the time "t" below the pressure-time characteristic curve.
  • the flow cross section between the suction gripper unit 2 and the vacuum source V is completely closed. opens to ensure the fastest possible pressure drop and consequently the fastest possible gripping of an object 13.
  • the actual pressure prevailing in the interior of the vacuum gripper unit 2 is continuously measured by means of at least one pressure measuring device 23 and regulated by a corresponding controlled actuation of the control valve device 7 to a predetermined desired pressure.
  • the control unit 12 associated input means 34 preferably allow a variable input of the desired pressure value of the target pressure by the operator of the vacuum gripping device or by an external electronic control device.
  • the atmospheric pressure is specified as the desired pressure.
  • the actual pressure during the discharge phase 32 is adjusted to a target pressure of zero bar.
  • the control means 26, which have corresponding control means 36, are parameterized in such a way that a targeted and controlled overshoot into the overpressure range is provoked in the course of the pressure of the actual pressure. This ensures that the vacuum in the vacuum gripper unit 2 has been completely reduced and the previously gripped object has detached from the suction gripper 3.
  • the actual pressure during the discharge phase 32 could also be adjusted to a desired pressure, which is slightly greater than the atmospheric pressure. However, the regulation to the atmospheric pressure is much more advantageous especially from the viewpoint of energy efficiency.
  • a pressure detection of the actual pressure can take place not only during the generation of the ejection pulse, but preferably also during the other operating phases instead. In particular, during the suction phase 27. In this way, it is always ensured that in the
  • Suction gripper unit 2 adjacent vacuum is sufficiently large to securely hold an object 13 can.
  • the at least one pressure-measuring device 23 can also be used to perform a pressure regulation during the intake phase 27 and to keep the actual pressure at a sufficiently high level, despite a temporary interruption of the vacuum supply. This makes it possible to temporarily switch off the negative pressure operation for energy saving.

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Abstract

A method is proposed for operating a vacuum gripping apparatus (1) which has a suction gripper unit (2) having at least one suction gripper (3). The suction gripper unit (2) is connectable selectively, via a control valve device (7), to a vacuum source (V) or to an overpressure source (P) that generates an ejector pulse in the suction gripper (3). The ejector pulse is generated depending on the actual pressure that is established in the suction gripper unit (2) after connection to the overpressure source (P). Also proposed is a vacuum gripping apparatus (1) suitable for carrying out this method, which has a pressure measuring device (23) for sensing the actual pressure and an electronic control unit (12) which serves to actuate the control valve device (7) and which communicates with the pressure measuring device (23).

Description

Vakuum-GreifVorrichtung  Vacuum-gripping device
und Verfahren zum Betreiben einer Vakuum-Greifvorrichtung  and method of operating a vacuum gripping device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Vakuum-Greifvorrichtung, die eine mindestens einen Sauggreifer aufweisende Sauggreifereinheit enthält, die über eine an sie angeschlossene Steuerventileinrichtung wahlweise mit einer in dem Sauggreifer einen Unterdruck hervorrufenden Vakuumquelle oder mit einer in dem Sauggreifer einen Abwurfimpuls erzeugenden Überdruckquelle verbindbar ist. The invention relates to a method for operating a vacuum gripping device which comprises a suction gripper unit having at least one suction pad, which can be connected via a connected to a control valve device either with a vacuum in the suction gripper causing vacuum source or with a discharge pulse in the suction gripper generating overpressure source ,
Die Erfindung betrifft ferner eine Vakuum-GreifVorrichtung, die insbesondere in dem vorgenannten Sinne betreibbar ist und die eine mindestens einen Sauggreifer aufweisende The invention further relates to a vacuum gripping device, which is operable in particular in the aforementioned sense and having a at least one suction gripper
Sauggreifereinheit enthält, die über eine an sie angeschlossene Steuerventileinrichtung wahlweise mit einer in dem Suction gripper unit containing, via a connected to them control valve device optionally with a in the
Sauggreifer einen Unterdruck hervorrufenden Vakuumquelle oder mit einer in dem Sauggreifer einen Abwurfimpuls erzeugenden Überdruckquelle verbindbar ist, wobei zur Ansteuerung der Steuerventileinrichtung eine elektronische Steuereinheit vorhanden ist und wobei der Sauggreifereinheit mindestens eine zur Messung des in ihr herrschenden Ist-Druckes geeignete und mit der elektronischen Steuereinheit kommunizierende Druckmesseinrichtung zugeordnet ist. Suction gripper a negative pressure source causing vacuum or with a discharge pulse generating in the suction pad pressure source is connected to control the control valve means an electronic control unit is present and wherein the suction pad unit at least one suitable for measuring the prevailing in their actual pressure and communicating with the electronic control unit Pressure measuring device is assigned.
Aus der DE 10 2007 031 760 AI ist eine in dem vorgenannten Sinne aufgebaute und betreibbare Vakuum-Greifvorrichtung be- kannt, die es ermöglicht, umzupositionieren.de Gegenstände vorübergehend mittels Unterdruck zu greifen und zu halten und den ergriffenen Gegenstand nach Verbringen an einen gewünschten Ablageort mittels eines als Abwurfimpuls bezeichneten Überdruckimpulses von dem ihn festhaltenden Sauggreifer abzuwerfen. Eine elektrisch ansteuerbare Steuerventileinrichtung ist dabei in der Lage, eine den Sauggreifer und eine die Verbindung zu dem Sauggreifer herstellende Arbeitsleitung enthaltende Sauggreifereinheit wahlweise mit einer Vakuumquelle oder einer Überdruckquelle zu verbinden. Zur Ansteuerung ist die Vakuum-GreifVorrichtung mit einer elektronischen Steuereinheit ausgestattet, die auch in der Lage ist, einen in der Sauggreifereinheit gemessenen Ist-Druck auszuwerten, um beispielsweise ständig die Einhaltung eines gewünschten Unterdruckniveaus zu überwachen, während der ergriffene Gegenstand umpositioniert wird. Die Erzeugung des Abwurfimpulses erfolgt dadurch, dass die Sauggreifereinheit mittels der Steuerventileinrichtung mit variabel einstellbarer Strömungsrate mit der Überdruckquelle verbunden wird, sodass die Zeit, innerhalb der das Vakuum im Sauggreifer abgebaut und eine mehr oder weniger hohe Abwurfkraft aufgebaut wird, variiert werden kann. Allerdings zeigen die hierbei notwendigen Einstellparameter eine recht starke Abhängigkeit von den jeweiligen Systemrandbedingungen wie beispielsweise der Höhe des von der Überdruckquelle zur Verfügung gestellten Nennüberdruckes oder der Länge einer zwischen der Steuerventileinrichtung und dem Sauggreifer verlaufenden Arbeitsleitung der DE 10 2007 031 760 A1 discloses a vacuum gripping device constructed and operable in the aforementioned sense. kannt, which makes it possible, umzupositionieren.de objects temporarily by negative pressure to grip and hold and drop the captured object after being brought to a desired location by means of an ejection pulse called overpressure pulse from the suction gripper holding him. An electrically controllable control valve device is capable of selectively connecting a suction gripper unit containing the suction gripper and a working line producing the connection to the suction gripper to a vacuum source or an overpressure source. To control the vacuum gripping device is equipped with an electronic control unit, which is also able to evaluate a measured in the suction pad unit actual pressure, for example, to constantly monitor compliance with a desired vacuum levels, while the gripped object is repositioned. The generation of the ejection pulse takes place in that the suction pad unit is connected by means of the control valve device with variably adjustable flow rate with the overpressure source, so that the time within which degraded the vacuum in the suction pad and a more or less high ejection force is built up, can be varied. However, the adjustment parameters which are necessary in this case show a rather strong dependence on the respective system boundary conditions, such as, for example, the height of the nominal overpressure provided by the overpressure source or the length of a working line extending between the control valve device and the suction gripper
Sauggreifereinheit. Folglich ist für jede GreifVorrichtung eine individuelle Anpassung vor der Inbetriebnahme erforderlich. Dabei ist das Auffinden der optimalen Einstellung stets sehr zeitaufwendig, zumal auch die Größe und das Gewicht der zu ergreifenden Gegenstände eine maßgebliche Rolle spielen. Ist beispielsweise die eingestellte Impulsdauer des Abwurfim- pulses zu kurz und der daraus resultierende Luftdurchsatz entsprechend gering, wird das Vakuum im Sauggreifer nicht vollständig aufgehoben und der Gegenstand bleibt am Sauggreifer haften. Ist die Impulsdauer hingegen zu lang und der Luftdurchsatz zu groß, kann der Abblasvorgang dazu führen, dass der abgeworfene Gegenstand oder auch umliegende Gegenstände aus der zugeordneten Ablagevorrichtung herausgeblasen werden und keine reproduzierbare Ablage der Gegenstände durchführbar ist. Sauggreifereinheit. Consequently, for each gripping device an individual adjustment before commissioning is required. The finding of the optimal setting is always very time consuming, especially since the size and weight of the objects to be taken play a significant role. If, for example, the set pulse duration of the discharge pulse is too short and the resulting air flow rate is correspondingly low, the vacuum in the suction pad is not completely released and the object remains adhering to the suction pad. On the other hand, if the pulse duration is too long and the air throughput too great, the blow-off process can lead to the ejected object or even surrounding objects being blown out of the assigned storage device and no reproducible storage of the articles being feasible.
Einer vergleichbaren Problematik unterliegt auch die in der DE 10 2008 005 241 AI beschriebene Vakuum-Greifvorrichtung, bei der der Abwurfimpuls rein zeitgesteuert während einer empirisch ermittelten, fest oder einstellbar vorgegebenen Zeitdauer generiert wird. A comparable problem is also subject to the vacuum gripping device described in DE 10 2008 005 241 AI, in which the ejection pulse is generated purely time-controlled during an empirically determined, fixed or adjustable predetermined period of time.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die eine von den jeweiligen Systemrandbedingungen zumindest im Wesentlichen unabhängige Generierung eines auf den jeweiligen Greifgegenständ abgestimmten Abwurfimpulses ermöglichen . The invention has for its object to take measures that allow at least substantially independent of the respective system constraints independent generation of a matched to the particular gripping object Abwurfimpulses.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Abwurfimpuls abhängig von dem sich nach Verbindung mit der Überdruckquelle in der Sauggreifereinheit einstellenden Ist- Druck erzeugt wird. To achieve this object, a method of the type mentioned is provided according to the invention that the ejection pulse is generated depending on the actual pressure setting after connection to the overpressure source in the suction pad unit.
Die Aufgabe wird ferner bei einer Vakuum-Greifvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die elektronische Steuereinheit über Steuermittel verfügt, durch die die Steuerventileinrichtung zur Erzeugung des Ab- wurfimpulses abhängig von dem sich nach Verbindung mit der Überdruckquelle in der Sauggreifereinheit einstellenden Ist- Druck ansteuerbar ist. The object is further achieved in a vacuum gripping device of the type mentioned in the present invention in that the electronic control unit has control means by which the control valve means for generating the Abwürfimpulses depending on the after connection to the Overpressure source in the suction pad unit adjusting actual pressure can be controlled.
Im Vergleich zu bisher üblichen zeitgeführten oder auf den Luftdurchsatz abhebenden Verfahren und Vorrichtungen wird erfindungsgemäß der sich bei Erzeugung des Abwurfimpulses in der mit der Überdruckquelle verbundenen Sauggreifereinheit einstellende Ist-Druck ausgewertet, sodass das System eine unverzügliche dahingehende Rückmeldung erhält, was sich sauggreiferseitig während des Aufbaus des Abwurfimpulses ereignet. Anhand des sich verändernden Ist-Druckes kann folglich direkt auf die Qualität des Gegenstandsabwurfvorganges geschlossen werden. Verfahren und Vorrichtung arbeiten in weiten Grenzen adaptiv und sind in der Lage, sich an veränderte Randbedingungen anzupassen. Der Einstellaufwand wird dadurch auf ein Minimum reduziert. Vor allem wenn es darum geht, sehr kleine und leichte Gegenstände wie beispielsweise Computerchips zu greifen und abzulegen, lässt sich mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten, dass eine individuell angepasste Impulsdauer für ein sicheres und dennoch schonendes Abwerfen am Ablageort sorgt . Compared to previously customary time-based or air-throughput contrasting methods and devices according to the invention adjusts itself in generating the Abwurfimpulses in the connected to the pressure source suction pad unit actual pressure, so that the system receives an immediate pertinent feedback, what sauggreiferseitig during construction the ejection pulse occurs. Based on the changing actual pressure can therefore be concluded directly on the quality of the object dropping process. The method and device work adaptively within wide limits and are able to adapt to changing boundary conditions. The adjustment effort is thereby reduced to a minimum. Especially when it comes to grab and store very small and lightweight items such as computer chips, can be ensured with the inventive measures that provides a customized pulse duration for safe yet gentle ejection at the storage location.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Advantageous developments of the invention will become apparent from the dependent claims.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt die Formung des Abwurfimpulses durch Überwachung einer Druckschwelle. Während der Erzeugung des Abwurfimpulses wird ein in der Sauggreifereinheit herrschender Ist-Druck gemessen, wobei die Überdruckquelle mittels der Steuerventileinrichtung von der Sauggreifereinheit abgetrennt wird, wenn der gemessene Ist-Druck einen vorgegebenen Überdruck-Grenzwert erreicht hat. Der Überdruck-Grenzwert ist vorzugsweise variabel vorgebbar. Zweckmäßigerweise wird ein Überdruck-Grenzwert ge- wählt, der bei 0,05 bar bis 0,15 bar liegt und der sich insbesondere im Bereich von 0,1 bar bewegt. Vorzugsweise wird eine Steuerventileinrichtung mit sehr kurzen Schaltzeiten eingesetzt, beispielsweise eine Piezoventileinrichtung, sodass besonders einfach ein nahezu überschwingfreier Druckverlauf des Ist-Druckes erreicht werden kann. In a preferred embodiment of the method, the shaping of the ejection pulse by monitoring a pressure threshold. During the generation of the ejection pulse, a prevailing in the suction pad unit actual pressure is measured, wherein the overpressure source is separated by means of the control valve device of the suction pad unit when the measured actual pressure has reached a predetermined excess pressure limit. The excess pressure limit value can preferably be specified variably. It is expedient to set an excess pressure limit value. selected, which is 0.05 bar to 0.15 bar and which moves in particular in the range of 0.1 bar. Preferably, a control valve device is used with very short switching times, for example a piezo valve device, so that a pressure curve of the actual pressure which is almost free of overshoot can be achieved in a particularly simple manner.
Eine weitere vorteilhafte Realisierung des Verfahrens sieht vor, dass während der Erzeugung des Abwurfimpulses wiederum ein in der Sauggreifereinheit herrschender Ist-Druck gemessen wird, wobei dieser Ist-Druck unter zumindest kurzzeitiger Überschreitung des Atmosphärendruckes durch entsprechende An- steuerung der Steuerventileinrichtung auf einen Soll-Druck geregelt wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens kommt als Steuerventileinrichtung zweckmäßigerweise eine Proportionalventileinrichtung zum Einsatz, die mit Hilfe eines entsprechenden Reglers, insbesondere eines PID-Reglers, eine gezielte Ausregelung des sauggreiferseitig herrschenden Ist-Druckes ermöglicht. Der Regler wird insbesondere so parametriert , dass im Druckverlauf des Ist-Druckes ein gezieltes und kontrolliertes Überschwingen in den Überdruckbereich provoziert wird, sodass sichergestellt ist, dass das Vakuum im Sauggreifer sicher abgebaut wurde und sich ein zuvor gegriffener Gegenstand vom Sauggreifer gelöst hat. Vorzugsweise wird der Ist-Druck bei der vorgenannten Druckregelung auf den atmosphärischen Druck ausgeregelt. A further advantageous realization of the method provides that during the generation of the ejection pulse in turn a prevailing in the suction pad unit actual pressure is measured, this actual pressure under at least momentary exceeding of the atmospheric pressure by appropriate control of the control valve device to a target pressure is regulated. To carry out this method, a proportional valve device is expediently used as the control valve device, which allows a specific control of the suction-suction side prevailing actual pressure with the aid of a corresponding regulator, in particular a PID controller. In particular, the controller is parameterized so that a targeted and controlled overshoot in the overpressure range is provoked in the pressure curve of the actual pressure, so that it is ensured that the vacuum in the suction gripper has been reliably reduced and a previously gripped object has detached from the suction gripper. Preferably, the actual pressure in the aforementioned pressure control is corrected to the atmospheric pressure.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass während der Erzeugung des Abwurfimpulses ein in der Sauggreifereinheit herrschender Ist-Druck gemessen wird und die Überdruckquelle mittels der Steuerventileinrichtung von der Arbeitsleitung abgetrennt wird, sobald bei der Messung des Ist-Druckes ein Druckabfall detektiert wird. Messungen haben ergeben, dass im Druckverlauf des Ist-Druckes während der üblichen Erzeugung des Abwurfimpulses ein kurzer, aber deutlicher Druckabfall auftritt, der mit dem Ablösen des zuvor gegriffenen Gegenstandes vom Sauggreifer zusammenhängt. Das bevorzugte Verfahren wertet den Verlauf des Ist-Druckes aus und beendet die Überdruckbeaufschlagung der A further advantageous embodiment of the method provides that an actual pressure prevailing in the suction pad unit is measured during generation of the ejection pulse and the overpressure source is separated from the working line by means of the control valve device as soon as a pressure drop is detected during the measurement of the actual pressure. Measurements have shown that in the pressure curve of the actual pressure during the usual generation of the ejection pulse, a short but significant pressure drop occurs, which is related to the detachment of the previously gripped object from the suction pad. The preferred method evaluates the course of the actual pressure and ends the overpressurization of the
Sauggreifereinheit, wenn bei der Messung des Ist-Druckes der für den AbwurfVorgang charakteristische Druckabfall detek- tiert wird. Suction pad unit if, during the measurement of the actual pressure, the pressure drop characteristic of the discharge process is detected.
Die Detektion des Druckabfalls kann sehr präzise durch Ermittlung der beim Druckanstieg erstmalig auftretenden negativen Steigung folgen, und zwar mit Hilfe einer Differenzierung des Drucksignals in einer dafür ausgelegten elektronischen Steuereinheit . The detection of the pressure drop can follow very precisely by determining the negative slope occurring for the first time when the pressure rises, with the aid of a differentiation of the pressure signal in a dedicated electronic control unit.
Das auf der Detektion des Druckabfalls basierende Verfahren bietet auch die vorteilhafte Möglichkeit, die Detektion des Druckabfalls zur Erzeugung eines Abwurfbestätigungssignals heranzuziehen. Dieses Signal, das das erfolgte Abwerfen des Gegenstandes bestätigt, lässt sich in einer elektronischen Steuereinheit vorteilhaft für Folgeabläufe zugrundelegen. The method based on the detection of the pressure drop also offers the advantageous possibility of using the detection of the pressure drop to generate a discharge confirmation signal. This signal, which confirms the dropping off of the object, can be based on an electronic control unit for follow-up sequences.
Die Sauggreifereinheit verfügt zweckmäßigerweise über eine mit dem mindestens einen Sauggreifer verbundene Arbeitsleitung, die die Verbindung zwischen dem Sauggreifer und der Steuerventileinrichtung herstellt. Diese Arbeitsleitung kann ein in einem starren Körper ausgebildeter Kanal sein oder ist vorzugsweise von einer flexiblen Schlauchleitung gebildet, die sich einfach nach Bedarf verlegen lässt. The suction gripper unit expediently has a working line connected to the at least one suction gripper, which establishes the connection between the suction gripper and the control valve device. This working line may be a channel formed in a rigid body or is preferably formed by a flexible hose which can be easily laid as needed.
Der Ist-Druck wird vorzugsweise im Bereich des Sauggreifers gemessen, wobei sich insbesondere der Übergangsbereich zwischen der Arbeitsleitung und dem Sauggreifer anbietet. Hier lässt sich sehr einfach eine geeignete Druckmesseinrichtung, beispielsweise ein Drucksensor, einschalten. The actual pressure is preferably measured in the region of the suction gripper, wherein in particular the transition region between the working line and the suction pad offers. Here It is very easy to switch on a suitable pressure measuring device, for example a pressure sensor.
Eine alternative Möglichkeit sieht eine Druckmessung des Ist- Druckes im Übergangsbereich zwischen der Steuerventileinrichtung und der Arbeitsleitung vor. Wegen der größeren Entfernung der Druckmesszone zum Sauggreifer ist hierbei eine gewisse Trägheit des Systems zu berücksichtigen. An alternative possibility provides a pressure measurement of the actual pressure in the transition region between the control valve device and the working line. Because of the greater distance of the pressure measuring zone to the suction pad here is a certain inertia of the system to consider.
Es besteht auch die vorteilhafte Möglichkeit, den Ist-Druck gleichzeitig an mehreren zueinander beabstandeten Stellen der Sauggreifereinheit zu messen und die gemessenen Ist- Druckwerte als Mittelwerte oder in sinnvoller Weise gewichtet zu verarbeiten. There is also the advantageous possibility of simultaneously measuring the actual pressure at several points of the suction gripper unit which are at a distance from one another and of processing the measured actual pressure values as average values or in a meaningful manner in a weighted manner.
Für das druckgeregelte Betriebsverfahren empfiehlt sich die Verwendung einer Proportionalventileinrichtung als Steuerventileinrichtung, vorzugsweise in einer Ausführung als Piezo- ventileinrichtung . Grundsätzlich kann eine Proportionalventileinrichtung aber auch für die anderen Realisierungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Alternativ zu der Proportionalventileinrichtung kann die Schaltventileinrichtung digital schaltbar ausgeführt sein und insbesondere über zwei Steuerventile verfügen, von denen das eine für die Verbindung der Sauggreifereinheit mit der Überdruckquelle und das andere für die Steuerung der Verbindung der For the pressure-controlled operating method, the use of a proportional valve device is recommended as a control valve device, preferably in an embodiment as a piezo valve device. In principle, however, a proportional valve device can also be used for the other forms of implementation of the method according to the invention. As an alternative to the proportional valve device, the switching valve device can be designed to be digitally switchable and in particular have two control valves, one of which for connecting the suction pad unit with the overpressure source and the other for the control of the compound
Sauggreifereinheit mit der Vakuumquelle zuständig ist. Diese Steuerventile sind insbesondere als 2/2 -Wege-Schaltventile ausgeführt. Für eine Quasi-Regelung können die als Schaltventile ausgeführten Steuerventile auch pulsweitenmoduliert eingesetzt werden. Suction gripper unit is responsible for the vacuum source. These control valves are designed in particular as 2/2-way switching valves. For a quasi-control, the control valves designed as switching valves can also be used with pulse width modulation.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuum-GreifVorrichtung, deren Steuerventileinrichtung von einer Proportionalventileinrichtung gebildet ist, das Schaltbild einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuum-GreifVorrichtung, deren Steuerventileinrichtung aus zwei digital schaltbaren Steuerventilen besteht, ein Diagramm, aus dem der grundlegende Druckverlauf des Ist-Druckes der Sauggreifereinheit beim Aufnehmen und Abwerfen eines Gegenstandes ersichtlich ist , das Diagramm einer bevorzugten ersten Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens, dem das Prinzip einer Druckschwellenerkennung zugrunde liegt, das Diagramm einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, dem das Prinzip einer Druckregelung des Ist-Druckes zugrunde liegt, und das Diagramm eines weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, dem das Prinzip der Abwurferkennung auf der Basis der Detektion eines Druckabfalls im Ist- Druckverlauf zugrunde liegt. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. In this show: the diagram of a preferred embodiment of the vacuum gripping device according to the invention, the control valve device is formed by a proportional valve device, the circuit diagram of an alternative embodiment of the vacuum gripping device according to the invention, the control valve device consists of two digitally switchable control valves, a diagram from which the basic pressure curve of the actual The diagram of a preferred first embodiment of the method according to the invention, which is based on the principle of pressure threshold detection, the diagram of another embodiment of the method according to the invention, the principle of pressure control of the actual pressure is based, and the diagram of a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the principle of Abwurferkennung on the basis of the detection of a Pressure drop in the actual pressure curve is based.
Die beiden in den Figuren 1 und 2 illustrierten Vakuum- Greifvorrichtungen 1 verfügen übereinstimmend über eine Sauggreifereinheit 2, die mindestens einen Sauggreifer 3 und eine an dem Sauggreifer 3 angeschlossene, zur Hindurchleitung von Luft geeignete Arbeitsleitung 4 enthalten. The two illustrated in Figures 1 and 2 vacuum gripping devices 1 have in common on a suction pad unit 2, the at least one suction pads 3 and a connected to the suction pad 3, suitable for the passage of air working line 4 included.
Der Sauggreifer 3, beispielsweise ein Saugnapf oder ein Saugteller, begrenzt einen Saugraum 5, der an einer ArbeitsseiteThe suction gripper 3, for example, a suction cup or a suction cup, defines a suction chamber 5, which is on a working side
6 des Sauggreifers 3 normalerweise offen ist und mit einem die Arbeitsleitung 4 durchziehenden Kanal in Fluidverbindung steht . 6 of the suction pad 3 is normally open and is in fluid communication with a working line 4 passing channel.
Die Arbeitsleitung 4 kann beispielsweise eine starre Rohrleitung oder ein in einem starren Körper beliebiger Art ausgebildeter Luftführungskanal sein. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung als flexible Schlauchleitung, da sie eine besonders variable Verlegung gestattet. Eine typische Länge der Arbeitsleitung liegt zwischen 0,03 und 1,5 m. Abhängig vom Anwendungsfall kann die Arbeitsleitung 4 auch ganz entfallen . The working line 4 may be, for example, a rigid pipe or a trained in a rigid body of any kind air duct. Particularly advantageous is an embodiment as a flexible hose, as it allows a particularly variable installation. A typical length of the working line is between 0.03 and 1.5 m. Depending on the application, the working line 4 can also be omitted altogether.
An die Sauggreifereinheit 2 ist eine SteuerventileinrichtungTo the suction pad unit 2 is a control valve device
7 der Vakuum-GreifVorrichtung 1 angeschlossen. Auf diese Weise steht der Sauggreifer 3 und genauer gesagt dessen Saugraum 5 mit dieser Steuerventileinrichtung 7 in Fluidverbindung. Enthält die Sauggreifereinheit 2 wie beim Ausführungsbeispiel eine Arbeitsleitung 4, ist die Steuerventileinrichtung 7 zweckmäßigerweise an den dem Sauggreifer 3 entgegengesetzten Endabschnitt der Arbeitsleitung 4 angeschlossen. 7 of the vacuum gripping device 1 connected. In this way, the suction gripper 3 and more precisely its suction chamber 5 is in fluid communication with this control valve device 7. Contains the suction pad unit 2 as in the embodiment, a working line 4, the control valve device 7 is suitably connected to the suction pad 3 opposite end portion of the working line 4.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist unter Entfall der zusätzlichen Arbeitsleitung 4 der Sauggreifer 3 direkt an die Steuerventileinrichtung 7 angebaut. In an embodiment not shown, the suction gripper 3 is grown directly to the control valve device 7 with the elimination of the additional working line 4.
Die Steuerventileinrichtung 7 ist zur Vorgabe ihres Betriebszustandes elektrisch ansteuerbar. Die dafür erforderlichen Steuersignale empfängt die Steuerventileinrichtung 7 über ei- ne oder mehrere strichpunktiert angedeutete Steuerleitungen 8 von einer bevorzugt ebenfalls zu der Vakuum-Greifvorrichtung 1 gehörenden elektronischen Steuereinheit 12. Anstelle der Steuerleitungen 8 können auch Mittel zur drahtlosen Signalübertragung zwischen der elektronischen Steuereinheit 12 und der Steuerventileinrichtung 7 vorhanden sein. The control valve device 7 is electrically controllable to specify its operating state. The control signals required for this purpose are received by the control valve device 7 via an ne or more dash-dotted lines indicated control lines 8 from a preferably also belonging to the vacuum gripping device 1 electronic control unit 12. Instead of the control lines 8 and means for wireless signal transmission between the electronic control unit 12 and the control valve device 7 may be present.
Die elektronische Steuereinheit 12 kann autark arbeitend ausgebildet sein. Vorzugsweise ist sie allerdings mit Kommunikationsmitteln ausgestattet, die eine Kommunikation mit einer übergeordneten elektronischen Steuereinrichtung ermöglichen, die außer der Vakuum-Greifvorrichtung 1 noch weitere Vakuum- GreifVorrichtungen 1 und/oder auch sonstige Komponenten einer Anlage oder Maschine betriebsmäßig steuert . The electronic control unit 12 may be designed to work independently. Preferably, however, it is equipped with communication means which enable communication with a superordinate electronic control device, which, in addition to the vacuum gripping device 1, also controls further vacuum gripping devices 1 and / or other components of a system or machine.
Die Sauggreifereinheit 2 ist ausgangsseitig an die Steuerventileinrichtung 7 angeschlossen. Eingangsseitig kommuniziert die Steuerventileinrichtung 7 unabhängig voneinander mit einer Überdruckquelle P und einer Unterdruckquelle beziehungsweise Vakuumquelle V. Die Überdruckquelle P kann beliebig entfernt von der Steuerventileinrichtung 7 angeordnet sein und stellt unter Überdruck stehende Druckluft zur Verfügung, deren Höhe als Nennüberdruck bezeichnet sei. Bevorzugt enthält die Überdruckquelle P einen Druckluftspeicher und mindestens einen zur Generierung der Druckluft geeigneten Kompressor . The suction gripper unit 2 is connected on the output side to the control valve device 7. The control valve device 7 communicates independently with an overpressure source P and a vacuum source or vacuum source V. The overpressure source P can be arranged at any distance from the control valve device 7 and provides pressurized air under overpressure, the height of which is referred to as nominal overpressure. Preferably, the overpressure source P contains a compressed air reservoir and at least one suitable for generating the compressed air compressor.
Die Vakuumquelle V stellt einen Unterdruck, also einen unterhalb des atmosphärischen Drucks liegenden Druck bereit. Die Vakuumquelle V ist beispielsweise eine Vakuumpumpe oder eine Ej ektoreinrichtung, die über mindestens eine nach dem Ejek- torprinzip arbeitende Saugdüse verfügt. Bei einer solchen Ej ektoreinrichtung ist üblicherweise ein Einlass der Saugdüse an eine Druckluftquelle angeschlossen, während ein Auslass der Saugdüse zur Atmosphäre führt . Die Saugdüse hat außerdem eine Saugseite, an der ein Unterdruck erzeugt wird, wenn die Saugdüse von der Druckluft durchströmt wird und die zur Bereitstellung des Unterdruckes eingangsseitig an die Steuerventileinrichtung 7 angeschlossen ist. The vacuum source V provides a negative pressure, that is, a pressure below the atmospheric pressure. The vacuum source V is, for example, a vacuum pump or an ejector device which has at least one suction nozzle operating on the ejector principle. In such Ej ektoreinrichtung usually an inlet of the suction nozzle is connected to a compressed air source, while an outlet the suction nozzle leads to the atmosphere. The suction nozzle also has a suction side at which a negative pressure is generated when the suction nozzle is flowed through by the compressed air and which is connected to the supply of the negative pressure on the input side to the control valve device 7.
Die Vakuum-GreifVorrichtung 1 ermöglicht es, Gegenstände 13, von denen einer in der Zeichnung beispielhaft als plattenför- miger Gegenstand illustriert ist, mittels Unterdruck zu greifen und beliebig lange festzuhalten. Bevorzugt ist der Sauggreifer 3 beweglich, sodass durch seine Bewegung ein Umpositionieren des ergriffenen Gegenstandes 13 durchführbar ist. An einem Ablageort, der in der Regel mit dem Aufnahmeort des Gegenstandes 13 nicht übereinstimmt, kann der ergriffene Gegenstand 13 wieder abgelegt werden. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer Pick- and- Place -Anwendung . Um die vorgenannte Bewegung des Sauggreifers 3 zu ermöglichen, ist die Vakuum-GreifVorrichtung 1 üblicherweise mit geeigneten Positioniermitteln ausgestattet, beispielsweise mit einem mehrachsigen Positioniersystem. Die Positioniermittel können auch so ausgebildet sein, dass nicht nur der Sauggreife 3, sondern die gesamte Sauggreifereinheit 2 und unter Umständen sogar die Steuerventileinrichtung 7 die Positionierbewegung mitmacht . The vacuum gripping device 1 makes it possible to grasp objects 13, one of which is exemplified in the drawing by way of example as a plate-shaped object, by means of negative pressure and to hold them for as long as desired. Preferably, the suction gripper 3 is movable, so that by its movement, a repositioning of the gripped object 13 is feasible. At a storage location, which does not generally coincide with the location of the object 13, the gripped object 13 can be stored again. One speaks in this context of a pick-and-place application. In order to enable the aforementioned movement of the suction gripper 3, the vacuum gripping device 1 is usually equipped with suitable positioning means, for example with a multi-axis positioning system. The positioning means can also be designed so that not only the suction gripper 3, but the entire vacuum gripper unit 2 and possibly even the control valve device 7 participates in the positioning movement.
Die Steuerventileinrichtung 7 ist derart ansteuerbar, dass sie wahlweise einen Überdruck-Betriebszustand oder einen Unterdruck-Betriebszustand einnimmt. Im Überdruck- Betriebszustand verbindet sie die Sauggreifereinheit 2 und mithin den Saugraum 5 des Sauggreifers 3 mit der Überdruckquelle P, im Unterdruck-Betriebszustand mit der Vakuumquelle V. Auf diese Weise ist an den Sauggreifer 3 beziehungsweise dessen Saugraum 5 wahlweise ein Überdruck oder ein Unterdruck anlegbar . Um einen Gegenstand 13 zu ergreifen, wird der Sauggreifer 3 mit der zunächst noch offenen Arbeitsseite 6 voraus an den Gegenstand 13 angesetzt. Dabei wird die offene Arbeitsseite 6 des Saugraumes 5 von dem Gegenstand 13 verschlossen. Nach dem derartigen Ansetzen des Sauggreifers 3 an den Gegenstand 13, oder auch schon kurz vorher, wird die Steuerventileinrichtung 7 in den Unterdruck-Betriebszustand versetzt, sodass das Innere der Sauggreifereinheit 2, also der Saugraum 5 und der damit kommunizierende interne Kanal der optionalen Arbeitsleitung 4, evakuiert werden. Die dadurch an dem Gegenstand 13 anliegende Druckdifferenz sorgt dafür, dass der Gegenstand 13 an den Sauggreifer 3 angesaugt und daran festgehalten wird. The control valve device 7 can be controlled such that it optionally assumes an overpressure operating state or a negative pressure operating state. In the overpressure operating state, it connects the vacuum gripper unit 2 and consequently the suction chamber 5 of the suction gripper 3 with the overpressure source P, in the vacuum operating state with the vacuum source V. In this way, an overpressure or a negative pressure can be applied to the suction gripper 3 or its suction chamber 5 , In order to grasp an object 13, the suction gripper 3 with the working side 6 still open at first is attached to the object 13 in advance. In this case, the open working side 6 of the suction chamber 5 is closed by the object 13. After such fitting of the suction pad 3 to the object 13, or even shortly before, the control valve device 7 is placed in the vacuum operating state, so that the interior of the suction pad unit 2, so the suction chamber 5 and the thus communicating internal channel of the optional working line. 4 to be evacuated. The resulting pressure applied to the object 13 pressure difference ensures that the object 13 is sucked to the suction pad 3 and held thereon.
Um den ergriffenen Gegenstand 13 am gewünschten Ablageort abzulegen, wird die Steuerventileinrichtung 7 kurzzeitig in den Überdruck-Betriebszustand versetzt. Hieraus resultiert im Innern der Sauggreifereinheit 2 und folglich auch in dem Saugraum 5 ein Überdruckimpuls, der als Abwurfimpuls bezeichnet wird, weil er das aktive Abwerfen des Gegenstandes 13 vom Sauggreifer 3 bewirkt. Auf diese Weise ist ein klar definiertes und vor allem auch schnelles Ablegen des Gegenstandes 13 am Ablageort möglich. In order to store the picked object 13 at the desired storage location, the control valve device 7 is briefly put into the overpressure operating state. This results in the interior of the suction pad unit 2 and consequently also in the suction chamber 5, a pressure pulse, which is referred to as a discharge pulse, because it causes the active ejection of the article 13 from the suction pad 3. In this way, a clearly defined and, above all, fast depositing of the object 13 at the storage location is possible.
Die Steuerventileinrichtung 7 kann vorzugsweise auch einen Absperr-Betriebszustand einnehmen, in dem die The control valve device 7 may preferably also assume a shut-off operating state in which the
Sauggreifereinheit 2 sowohl von der Überdruckquelle P als auch von der Vakuumquelle V abgetrennt ist. Um einen Energiespareffekt zu erhalten, ist die Steuerventileinrichtung 7 vorzugsweise so ausgebildet, dass sie während des Festhaltens eines Gegenstandes 13 zwischen dem Unterdruck-Betriebszustand und dem Absperr-Betriebszustand umschaltbar ist, sodass die Sauggreifereinheit 2 nicht dauernd von der Vakuumquelle V beaufschlagt ist. Die Steuerventileinrichtung 7 hat zweckmäßigerweise insgesamt eine 3/3-Wege-Funktionalität . Mit anderen Worten hat sie drei Anschlüsse - zwei Eingangsanschlüsse 14, 15, von denen der eine an die Überdruckquelle P und der andere an die Vakuumquelle V angeschlossen ist, und einen an die Suction gripper unit 2 is separated from both the pressure source P and the vacuum source V. In order to obtain an energy-saving effect, the control valve device 7 is preferably designed so that it can be switched over between the vacuum operating state and the shut-off operating state during the holding of an object 13, so that the vacuum gripper unit 2 is not constantly exposed to the vacuum source V. The control valve device 7 expediently has a total of 3/3-way functionality. In other words, it has three ports - two input ports 14, 15, one of which is connected to the overpressure source P and the other to the vacuum source V, and one to the
Sauggreifereinheit 2 angeschlossenen Ausgangsanschluss 16 - und kann in die drei oben erwähnten Betriebszustände versetzt werden . Suction gripper unit 2 connected output terminal 16 - and can be placed in the three above-mentioned operating conditions.
Die Steuerventileinrichtung 7 kann sich aus einem einzigen Ventil oder auch aus einer funktionell verschalteten Ventilgruppe zusammensetzen. Das Ausführungsbeispiel der Figur 1 zeigt eine von einem Einzelventil gebildete Steuerventileinrichtung 7, bei der es sich vorzugsweise um eine Proportionalventileinrichtung 17 handelt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 setzt sich die Steuerventileinrichtung 7 aus zwei einzelnen Steuerventilen 18, 19 zusammen, von denen das eine die Verbindung zur Überdruckquelle P und das andere die Verbindung zur Vakuumquelle V steuert. Bei diesen beiden Steuerventilen 18, 19 handelt es sich zweckmäßigerweise um jeweils ein 2/2 -Wegeventil . Diese beiden Steuerventile 18, 19 sind vorzugsweise als digital schaltbare Schaltventile ausgeführt. Somit repräsentiert die Steuerventileinrichtung 7 des Ausführungsbeispiels der Figur 2 eine digital schaltbare Schaltventileinrichtung 22. The control valve device 7 may be composed of a single valve or of a functionally interconnected valve group. The exemplary embodiment of FIG. 1 shows a control valve device 7 formed by a single valve, which is preferably a proportional valve device 17. In the embodiment of Figure 2, the control valve device 7 is composed of two individual control valves 18, 19, one of which controls the connection to the overpressure source P and the other the connection to the vacuum source V. These two control valves 18, 19 are expediently each a 2/2 way valve. These two control valves 18, 19 are preferably designed as digitally switchable switching valves. Thus, the control valve device 7 of the embodiment of Figure 2 represents a digitally switchable switching valve device 22nd
Eine Ausgestaltung der Steuerventileinrichtung 7 als Proportionalventileinrichtung 17 ermöglicht es, die Strömungsrate der Luft sowohl während des Überdruck-Betriebszustandes als auch während des Unterdruck-Betriebszustandes variabel und insbesondere stufenlos vorzugeben. Bei einer Schaltventileinrichtung 22 hingegen ist sowohl im Überdruck-Betriebszustand als auch im Unterdruck-Betriebszustand jeweils der maximale Strömungsquerschnitt freigegeben . Die Steuerventileinrichtung 7 ist vorzugsweise als eine An embodiment of the control valve device 7 as a proportional valve device 17 makes it possible to specify the flow rate of the air both during the overpressure operating state and during the vacuum operating state variable and in particular steplessly. In the case of a switching valve device 22, however, the maximum flow cross-section is released both in the overpressure operating state and in the underpressure operating state. The control valve device 7 is preferably as a
Piezoventileinrichtung ausgeführt. Dies gilt insbesondere für die Proportionalventileinrichtung 17, trifft aber vorzugsweise auch für die Schaltventileinrichtung 22 zu. Piezoventile zeichnen sich durch besonders kurze Schaltzeiten aus, die die Überschwingneigung beim Abschalten des Überdruckes verringern. Durch das proportionale Ventilverhalten eröffnet sich insbesondere die vorteilhafte Möglichkeit einer Druckregelung. Piezo valve device executed. This applies in particular to the proportional valve device 17, but preferably also applies to the switching valve device 22. Piezo valves are characterized by particularly short switching times, which reduce the tendency to overshoot when switching off the overpressure. Due to the proportional valve behavior opens up in particular the advantageous possibility of pressure control.
Die Vakuum-GreifVorrichtung 1 ist des Weiteren mit mindestens einer Druckmesseinrichtung 23 ausgestattet, die in der Lage ist, den in der Sauggreifereinheit 2 aktuell herrschenden Druck, im Folgenden als Ist-Druck bezeichnet, zu messen. Die Druckmessung erfolgt vorzugsweise im Bereich des Sauggreifers 3 und/oder im Bereich der Steuerventileinrichtung 7. Die Ausführungsbeispiele sind gemäß einer vorteilhaften Ausstattungsvariante mit jeweils zwei Druckmesseinrichtungen 23 ausgestattet, wobei eine erste (23a) der Druckmesseinrichtungen 23 wirkungsmäßig im Übergangsbereich zwischen der Arbeitsleitung 4 und dem Sauggreifer 3 installiert ist, und eine zweite (23b) der Druckmesseinrichtungen 23 wirkungsmäßig im Übergangsbereich zwischen der Steuerventileinrichtung 7 und der Arbeitsleitung 4 installiert ist. Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, den im Innern der Sauggreifereinheit 2 herrschenden Ist-Druck sowohl im Bereich des Sauggreifers 3 und folglich in unmittelbarer Nähe des Saugraumes 5 als auch im Bereich des Ausgangsanschlusses 16 der Steuerventileinrichtung 7 zu erfassen. The vacuum gripping device 1 is furthermore equipped with at least one pressure measuring device 23 which is capable of measuring the pressure currently prevailing in the suction gripper unit 2, referred to below as the actual pressure. The pressure measurement is preferably carried out in the region of the suction gripper 3 and / or in the region of the control valve device 7. The embodiments are equipped according to an advantageous equipment variant with two pressure measuring devices 23, wherein a first (23a) of the pressure measuring means 23 operatively in the transition region between the working line 4 and Suction gripper 3 is installed, and a second (23b) of the pressure measuring means 23 is operatively installed in the transition region between the control valve device 7 and the working line 4. In this way it is possible to detect the pressure prevailing in the interior of the suction pad unit 2 actual pressure both in the region of the suction gripper 3 and consequently in the immediate vicinity of the suction chamber 5 and in the region of the output terminal 16 of the control valve device 7.
Beim Betrieb der Vakuum-Greifvorrichtung 1 können beide During operation of the vacuum gripping device 1, both can
Druckmesseinrichtungen 23 zur Erfassung des in der Pressure measuring devices 23 for detecting the in the
Sauggreifereinheit 2 herrschenden Ist-Druckes parallel genutzt werden. Dabei ist die Druckmessung bezogen auf die sich auf den Saugraum 5 unmittelbar auswirkenden Ereignisse bei der weiter entfernt vom Saugraum 5 angeordneten zweiten Suction gripper unit 2 prevailing actual pressure to be used in parallel. Here is the pressure measurement based on the on the suction chamber 5 directly impacting events at the further away from the suction chamber 5 arranged second
Druckmesseinrichtung 23b etwas träger als bei der ersten Druckmesseinrichtung 23a. Pressure measuring device 23b slightly slower than the first pressure measuring device 23a.
Beide Druckmesseinrichtungen 23 sind über Signalleitungen 24 oder drahtlos an die elektronische Steuereinheit 12 angeschlossen und liefern dieser ein vom gemessenen Ist-Druck abhängiges Spannungssignal zur weiteren Auswertung und/oder Verarbeitung . Both pressure measuring devices 23 are connected via signal lines 24 or wirelessly to the electronic control unit 12 and deliver this one of the measured actual pressure-dependent voltage signal for further evaluation and / or processing.
Die Steuereinheit 12 kann über Mittel verfügen, um die von den beiden Druckmesseinrichtungen 23a, 23b gemessenen Druckwerte in einer miteinander verknüpften Weise zu verarbeiten, beispielsweise durch eine Mittelwertbildung oder auch durch eine Kombination mit aufeinander abgestimmter Gewichtung. Bevorzugt bietet die Steuereinheit 12 aber auch die Möglichkeit, beim Betrieb der Vakuum-GreifVorrichtung 1 nur die Messwerte von einer der beiden Druckmesseinrichtungen 23a, 23b zu verarbeiten, wobei der Steuereinheit 12 zweckmäßigerweise Auswahlmittel 25 zugeordnet sind, die eine individuelle Auswahl und Vorgabe der für den momentanen Betrieb zu nutzenden Druckmesseinrichtung 23a, 23b ermöglichen. The control unit 12 can have means for processing the pressure values measured by the two pressure measuring devices 23a, 23b in an interconnected manner, for example by averaging or also by a combination with coordinated weighting. However, the control unit 12 also preferably offers the possibility of processing only the measured values of one of the two pressure measuring devices 23a, 23b during operation of the vacuum gripping device 1, wherein the control unit 12 is expediently associated with selection means 25 which provide an individual selection and specification for the allow current operation to be used pressure measuring device 23a, 23b.
Gemäß nicht illustrierten Ausführungsbeispielen kann die Vakuum-Greifvorrichtung 1 auch über nur eine einzige Druckmesseinrichtung 23 zur Erfassung des Ist-Druckes verfügen, die dann zweckmäßigerweise entweder im Bereich des Sauggreifers 3 oder im Bereich der Steuerventileinrichtung 7 wirkungsmäßig mit dem von der Luft beaufschlagten Innenraum der According to non-illustrated embodiments, the vacuum gripping device 1 also have only a single pressure measuring device 23 for detecting the actual pressure, which then expediently either in the region of the suction pad 3 or in the region of the control valve device 7 operatively with the acted upon by the air interior of the
Sauggreifereinheit 2 verbunden ist. Suction gripper unit 2 is connected.
Die elektronische Steuereinheit 12 ist bevorzugt mit elektronischen Steuermitteln 26 ausgestattet, die dazu ausgebildet sind, die Steuerventileinrichtung 7 zur Erzeugung des Abwurf- impulses abhängig von dem Ist-Druck anzusteuern, der sich nach der Verbindung mit der Überdruckquelle P in der The electronic control unit 12 is preferably equipped with electronic control means 26, which are designed to are to control the control valve means 7 for generating the ejection pulse depending on the actual pressure, which after the connection to the overpressure source P in the
Sauggreifereinheit 2 einstellt. Auf diese Weise besteht die vorteilhafte Möglichkeit, den Abwurfimpuls abhängig von dem sich nach der Verbindung mit der Überdruckquelle P in der Sauggreifereinheit 2 einstellenden Ist-Druck zu erzeugen. Somit ist eine den Randbedingungen des Einsatzes der Vakuum- Greifvorrichtung 1 Rechnung tragende adaptive Erzeugung des Abwurfimpulses möglich. Suction cup unit 2 sets. In this way, there is the advantageous possibility to produce the ejection pulse depending on the setting after the connection with the overpressure source P in the suction pad unit 2 actual pressure. Thus, a the boundary conditions of the use of the vacuum gripping device 1 bill carrying adaptive generation of the ejection pulse is possible.
Die adaptive, sich an dem in der Sauggreifereinheit 2 herrschenden Ist-Druck orientierende Erzeugung des Abwurfimpulses lässt sich konkret mit verschiedenen technischen Methoden realisieren. Dazu werden im Folgenden anhand der in Figuren 4 bis 6 enthaltenen Diagramme drei als besonders vorteilhaft angesehene Betriebsverfahren erläutert . The adaptive generation of the ejection pulse, which is based on the actual pressure in the vacuum gripper unit 2, can be implemented concretely by various technical methods. For this purpose, three operating methods considered particularly advantageous will be explained below with reference to the diagrams contained in FIGS. 4 to 6.
Um die besonderen Vorteile der Erfindung deutlich zu machen, ist in dem Diagramm der Figur 3 der grundlegende Druckverlauf des Ist-Druckes beim Aufnehmen und Abwerfen eines Gegenstandes illustriert. Hier wie auch im Folgenden wird unter dem "Ist-Druck" der momentan im Innern der Sauggreifereinheit 2 herrschende und durch mindestens eine der Druckmesseinrichtungen 23 erfasste Innendruck verstanden. In order to make clear the particular advantages of the invention, in the diagram of FIG. 3 the basic pressure curve of the actual pressure when picking up and dropping off an object is illustrated. Here as well as below, the "actual pressure" is understood to mean the internal pressure currently prevailing in the interior of the vacuum gripper unit 2 and detected by at least one of the pressure measuring devices 23.
Alle vier Diagramme der Figuren 3 bis 6 zeigen im oberen Teil den Verlauf des Ist-Druckes über der Zeit "t" . Positive Drücke beziehungsweise Überdrücke sind mit +P bezeichnet, negative Drücke beziehungsweise Unterdrücke mit -P. All four diagrams of Figures 3 to 6 show in the upper part of the course of the actual pressure over the time "t". Positive pressures or overpressures are denoted by + P, negative pressures or negative pressures by -P.
Unterhalb der Druck-Zeit-Kennlinie finden sich bei allen Diagrammen Kennlinien bezüglich des Betriebszustandes der Steuerventileinrichtung 7. Den anhand der Figuren 3, 4 und 6 il- lustrierten Verfahren liegt eine Vakuum-Greifvorrichtung 1 zugrunde, deren Steuerventileinrichtung 7 zwei digital schaltbare Steuerventile 18, 19 mit 2/2 -Ventil-Funktionalität enthält, wobei das eine die Vakuumzufuhr und das andere die Überdruckzufuhr steuert, sodass sie im Folgenden auch als Vakuum-Steuerventil 18 und als Überdruck-Steuerventil 19 bezeichnet werden. In den Diagrammen ist jeweils der Schaltzustand abhängig von der Betriebszeit "t" aufgetragen. Das obere Betriebsdiagramm illustriert jeweils den Betriebszustand des Vakuum- Steuerventils 18, darunter ist der zeitabhängige Betriebszustand des Überdruck-Steuerventils 19 abgebildet. Die Betriebsabläufe der Diagramme gemäß Figuren 3 , 4 und 6 lassen sich typischerweise bei der Vakuum-Greifvorrichtung 1 der Figur 2 realisieren. Below the pressure-time characteristic curve, there are characteristics with regard to the operating state of the control valve device 7 in all diagrams. The graphs are based on FIGS. 3, 4 and 6. The illustrated method is based on a vacuum gripping device 1, the control valve device 7 of which contains two digitally switchable control valves 18, 19 with 2/2 valve functionality, one controlling the vacuum supply and the other controlling the overpressure supply, so that in the following they are also referred to as vacuum Control valve 18 and be referred to as overpressure control valve 19. The diagrams show the switching state depending on the operating time "t". The upper operating diagram illustrates each of the operating state of the vacuum control valve 18, including the time-dependent operating state of the pressure control valve 19 is shown. The operations of the diagrams according to FIGS. 3, 4 and 6 can typically be realized in the vacuum gripping device 1 of FIG.
Die Figur 5 illustriert einen Betriebsablauf einer Vakuum- Greifvorrichtung 1, deren Steuerventileinrichtung 7 nach dem Vorbild der Figur 1 eine Proportionalventileinrichtung 17 ist. Das zugehörige Ventil-Betriebsdiagramm ist auch hier unterhalb der Druck-Zeit-Kennlinie illustriert. FIG. 5 illustrates an operating sequence of a vacuum gripping device 1, whose control valve device 7 is a proportional valve device 17 according to the example of FIG. The associated valve operating diagram is also illustrated here below the pressure-time characteristic.
Gemäß Figur 3 beginnt ein Betriebszyklus in der Schließstellung beider Steuerventile 18, 19, sodass der Ist-Druck gleich Null ist und folglich dem Atmosphärendruck entspricht. According to FIG. 3, an operating cycle begins in the closed position of both control valves 18, 19, so that the actual pressure is zero and thus corresponds to the atmospheric pressure.
Nachdem der Sauggreifer 3 an den zu ergreifenden Gegenstand 13 angesetzt wurde, schließt sich eine Ansaugphase 27 an, die daraus resultiert, dass das Vakuum- Steuerventil 18 geöffnet und das Überdruck-Steuerventil 19 geschlossen ist. Hierdurch sinkt der Ist-Druck unter den Atmosphärendruck ab und es bildet sich in der Sauggreifereinheit 2 einschließlich in dem Sauggreifer 3 ein Vakuum aus, durch das der Gegenstand 13 ergriffen und am Sauggreifer 3 festgehalten wird. Während der Ansaugphase 27 und dabei insbesondere während der Einhaltung eines das maximale Vakuum definierenden Ist- Druckes kann der Sauggreifer 3 zwecks Umpositionierung des festgehaltenen Gegenstandes 13 verlagert werden. Der Kennlinienabschnitt 28 illustriert den maximalen Unterdruck 28 des Ist-Druckes . After the suction gripper 3 has been attached to the object to be gripped 13, an intake phase 27 follows, which results from the fact that the vacuum control valve 18 is opened and the overpressure control valve 19 is closed. As a result, the actual pressure drops below the atmospheric pressure and it forms in the suction pad unit 2 including in the suction pad 3, a vacuum through which the object 13 is grasped and held on the suction pad 3. During the suction phase 27 and in particular during the maintenance of a maximum pressure defining the actual vacuum, the suction gripper 3 can be displaced for the purpose of repositioning the retained object 13. The characteristic section 28 illustrates the maximum negative pressure 28 of the actual pressure.
An die Ansaugphase 27 schließt sich eine Abwurfphase 32 an, während der der angesaugte Gegenstand 13 durch Erzeugung des erwähnten Abwurfimpulses vom Sauggreifer 3 abgeworfen wird. Diese Abwurfphase 32 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum-Steuerventil 18 in die Schließstellung und das Überdruck-Steuerventil 19 in die Offenstellung geschaltet ist. Die Zeitdauer der Abwurfphase 32 entspricht der Zeitdauer der die Überdruckquelle P mit der Sauggreifereinheit 2 verbindenden Offenstellung des Überdruck-Steuerventils 19. The suction phase 27 is followed by a discharge phase 32, during which the sucked object 13 is thrown off the suction gripper 3 by generating the said discharge pulse. This discharge phase 32 is characterized in that the vacuum control valve 18 is switched to the closed position and the overpressure control valve 19 in the open position. The duration of the discharge phase 32 corresponds to the duration of the overpressure source P with the suction pad unit 2 connecting the open position of the pressure control valve 19th
Während der Abwurfphase 32 steigt der Ist-Druck zunächst an und überschreitet die Schwelle des Atmosphärendruckes. In dem Moment, in dem sich der Gegenstand 13 vom Sauggreifer 3 ablöst, verzeichnet der Druckverlauf des Ist-Druckes einen kurzzeitigen Druckabfall 31. Es folgt ein weiterer Druckanstieg, der dadurch bedingt ist, dass der bereits abgestoßene Gegenstand die Öffnung des Sauggreifers 3 weiterhin überdeckt und dadurch einen Strömungswiderstand bewirkt. Ist der Gegenstand 13 vom Sauggreifer 3 weit genug abgestoßen, sinkt der Ist-Druck allmählich auf den Atmosphärendruck ab. Nun kann auch das Überdruck-Steuerventil 19 wieder geschlossen werden. During the discharge phase 32, the actual pressure initially increases and exceeds the threshold of the atmospheric pressure. At the moment in which the article 13 detaches from the suction pad 3, the pressure profile of the actual pressure records a brief pressure drop 31. It follows a further increase in pressure, which is due to the fact that the already ejected object continues to cover the opening of the suction pad 3 and thereby causes a flow resistance. If the object 13 is pushed far enough away from the suction gripper 3, the actual pressure gradually drops to the atmospheric pressure. Now, the overpressure control valve 19 can be closed again.
Bei den in den Figuren 4 und 6 illustrierten Betriebsverfahren schließt sich entsprechend dem grundlegenden Ablauf der Figur 3 an die Stillstandsphase, in der sowohl das Vakuum- Steuerventil 18 als auch das Überdruck-Steuerventil 19 geschlossen sind, die Ansaugphase 27 mit geöffnetem Vakuum- Steuerventil 18 und geschlossenem Überdruck-Steuerventil 19 an. Im Unterschied zu dem konventionellen Betriebsablauf der Figur 3 fällt allerdings die sich anschließende Abwurfphase 32, die wiederum durch das Schließen des Vakuum- Steuerventils 18 und das Öffnen des Überdruck-Steuerventils 19 hervorgerufen wird, wesentlich kürzer aus. In the operating method illustrated in FIGS. 4 and 6, according to the basic sequence of FIG. 3, the standstill phase, in which both the vacuum control valve 18 and the overpressure control valve 19 are closed, closes the suction phase 27 with the vacuum Control valve 18 and closed pressure control valve 19 on. In contrast to the conventional operating procedure of FIG. 3, however, the subsequent discharge phase 32, which in turn is caused by the closing of the vacuum control valve 18 and the opening of the overpressure control valve 19, is much shorter.
Der Grund hierfür ist bei dem in Figur 4 illustrierten Betriebsverfahren, dass während der Abwurfphase 32 mittels mindestens einer Druckmesseinrichtung 23 der in der The reason for this is illustrated in the operating method illustrated in FIG. 4, that during the discharge phase 32 by means of at least one pressure measuring device 23, the in the
Sauggreifereinheit 2 herrschende Ist-Druck gemessen wird und die Überdruckquelle P durch entsprechende Ansteuerung der Schaltventileinrichtung 22 von der Sauggreifereinheit 2 abgetrennt wird, wenn der gemessene Ist-Druck einen vorgegebenen Überdruck-Grenzwert PG erreicht hat. Suction gripper unit 2 prevailing actual pressure is measured and the overpressure source P is separated by appropriate control of the switching valve device 22 of the suction pad unit 2 when the measured actual pressure has reached a predetermined excess pressure limit PG.
Die elektronische Steuereinheit 12 ist zweckmäßigerweise mit Speichermitteln 33 ausgestattet, in denen der Überdruck- Grenzwert PG abspeicherbar und/oder abgespeichert ist. Der Steuereinheit 12 zugeordnete, nur schematisch angedeutete Eingabemittel 34 ermöglichen zweckmäßigerweise eine bedarfsgemäße Eingabe des für den Betriebsablauf gewünschten Überdruck-Grenzwertes PG, der sich insbesondere an den Abmessungen und/oder am Gewicht der zu greifenden Gegenstände 13 orientiert. Zu den Steuermitteln 26 gehörende Vergleichermittel führen einen ständigen Vergleich des gemessenen Ist-Druckes mit dem abgespeicherten Überdruck-Grenzwert PG durch und veranlassen das Schließen des Überdruck-Steuerventils 19, sobald der Ist-Druck den vorgegebenen Überdruck-Grenzwert PG erreicht hat. Das Vakuum- Steuerventil 18 bleibt dabei weiterhin geschlossen. Auf diese Weise ist der Abwurfimpuls schlagartig beendet. Das schnelle Abtrennen der Überdruckquelle P von der Sauggreifereinheit 2 wird durch die Verwendung einer Piezo- ventileinrichtung 17 begünstigt. Dadurch, dass die Abwurfphase 32 beziehungsweise die Erzeugung des Abwurfimpulses erst unterbrochen wird, nachdem der Ist-Druck einen Überdruckwert erreicht hat, ist ein sicheres Abwerfen des gegriffenen Gegenstandes 13 garantiert. Als Überdruck-Grenzwert PG, der auch als Schwellwert bezeichnet werden kann, wird zweckmäßigerweise ein relativ geringer Überdruck eingestellt beziehungsweise vorgegeben, sodass ein unkontrolliertes Wegblasen des gelösten Gegenstandes 13 vom Sauggreifer 3 oder sonstige Beeinträchtigungen in der näheren Umgebung des Sauggreifers 3 verhindert werden. Als optimal hat es sich erwiesen, den Überdruck-Grenzwert in einem Bereich zwischen 0,05 bar und 0,15 bar zu wählen, und dabei insbesondere in einem Bereich von ca. 0,1 bar. The electronic control unit 12 is expediently equipped with storage means 33 in which the overpressure limit value PG can be stored and / or stored. The control unit 12 associated, only schematically indicated input means 34 expediently allow an appropriate input of the desired operating pressure for excess pressure limit PG, which is based in particular on the dimensions and / or weight of the objects to be gripped 13. Comparative means belonging to the control means 26 perform a constant comparison of the measured actual pressure with the stored overpressure limit value PG and cause the overpressure control valve 19 to close as soon as the actual pressure has reached the predetermined overpressure limit value PG. The vacuum control valve 18 remains closed. In this way, the ejection pulse is stopped abruptly. The rapid separation of the overpressure source P from the suction pad unit 2 is promoted by the use of a piezo valve device 17. Characterized in that the discharge phase 32 and the generation of the ejection pulse is only interrupted after the actual pressure has reached a pressure value, a safe ejection of the gripped object 13 is guaranteed. As overpressure limit value PG, which can also be referred to as a threshold value, a relatively low overpressure is expediently set or predetermined, so that uncontrolled blowing away of the dissolved article 13 from the suction gripper 3 or other impairments in the immediate vicinity of the suction gripper 3 are prevented. It has proven to be optimal to choose the excess pressure limit in a range between 0.05 bar and 0.15 bar, and in particular in a range of about 0.1 bar.
Während also das Betriebsverfahren gemäß Figur 4 darauf basiert, dass der Abwurfimpuls durch eine Druckschwelle beziehungsweise einen Druckgrenzwert vorgegeben ist, basiert das in Figur 6 illustrierte Verfahren auf der Erkennung des weiter oben anhand der Erläuterung des Diagramms der Figur 3 erwähnten Druckabfalls 31. Thus, while the operating method according to FIG. 4 is based on the fact that the ejection pulse is predetermined by a pressure threshold or a pressure threshold, the method illustrated in FIG. 6 is based on the detection of the pressure drop 31 mentioned above with reference to the explanation of the diagram of FIG.
Wiederum wird auch bei dem Verfahren der Figur 6 der in der Sauggreifereinheit 2 während der Erzeugung des Abwurfimpulses auftretende Ist-Druck gemessen. Beendet wird die Abwurfphase 32 jedoch nicht durch einen starr vorgegebenen Druck- Grenzwert, sondern durch das Auftreten des während der Erzeugung des Abwurfimpulses erstmals auftretenden Druckabfalls 31 im Verlauf des Ist-Druckes. Sobald dieser Druckabfall 31 durch mindestens eine Druckmesseinrichtung 23 gemessen wurde, veranlasst die elektronische Steuereinheit 12 das Abtrennen der Überdruckquelle P von der Sauggreifereinheit 2, was im konkreten Fall ein Schließen des Überdruck-Steuerventils 19 bedeutet, sodass die Sauggreifereinheit 2 sowohl von der Überdruckquelle P als auch von der Vakuumquelle V abgetrennt ist . Again, the actual pressure occurring in the suction gripper unit 2 during the generation of the ejection pulse is also measured in the method of FIG. 6. However, the discharge phase 32 is not terminated by a rigidly predetermined pressure limit value, but by the occurrence of the first time during the generation of the ejection pulse pressure drop 31 in the course of the actual pressure. As soon as this pressure drop 31 has been measured by at least one pressure measuring device 23, the electronic control unit 12 causes the overpressure source P to be disconnected from the suction gripper unit 2, which means closing the overpressure control valve 19 in the specific case, so that the suction gripper unit 2 is blocked both by the Overpressure source P and is separated from the vacuum source V.
Zur einfachen Erkennung des Druckabfalls 31 sind die Steuermittel 26 zweckmäßigerweise mit Differenziermitteln ausgestattet, die das erfasste Drucksignal des Ist-Druckes elektronisch differenzieren und den Druckabfall durch Ermittlung einer negativen Steigung des Ist-Druckverlaufes detektieren. For easy detection of the pressure drop 31, the control means 26 are expediently equipped with differentiating means which electronically differentiate the detected pressure signal of the actual pressure and detect the pressure drop by determining a negative slope of the actual pressure profile.
Vorzugsweise ist die elektronische Steuereinheit 12 mit mindestens einem Signalausgabemittel 35 ausgestattet, an dem ein Abwurfbestätigungssignal ausgebbar ist oder ausgegeben wird, sobald der Druckabfall 31 detektiert wurde. Dieses Abwurfbestätigungssignal gibt zweifelsfrei zu erkennen, dass der ergriffene Gegenstand abgeworfen worden ist. Das Abwurfbestätigungssignal kann ein optisches Signal und/oder ein elektronisches Signal sein. Letzteres lässt sich in vorteilhafter Weise bei der Steuerung des fortgesetzten Betriebsablaufes der Vakuum-GreifVorrichtung 1 verwenden. Preferably, the electronic control unit 12 is equipped with at least one signal output means 35, on which a Abwurfbesätigungssignal can be output or output as soon as the pressure drop 31 has been detected. This Abwurfbestätigungssignal is beyond doubt to recognize that the gripped object has been dropped. The drop-off acknowledgment signal may be an optical signal and / or an electronic signal. The latter can be advantageously used in the control of the continued operation of the vacuum gripping device 1.
Bei dem dem Diagramm der Figur 5 zugrundeliegenden Betriebs - verfahren wird eine Greifvorrichtung 1 eingesetzt, die - beispielsweise nach dem Vorbild der Figur 1 - eine als Proportionalventileinrichtung 17 ausgebildete Steuerventileinrichtung 7 aufweist. Grundlage der Erzeugung des Abwurfimpulses ist hier eine Regelung des Ist-Druckes während der Abwurfphase 32, die sich auch hier an eine vorgeschaltete Ansaugphase 27 anschließt . In the case of the operating method on which the diagram of FIG. 5 is based, a gripping device 1 is used, which has a control valve device 7 designed as a proportional valve device 17, for example in accordance with the model of FIG. The basis of the generation of the ejection pulse is here a regulation of the actual pressure during the discharge phase 32, which is also followed by an upstream intake 27.
In Figur 5 ist unterhalb der Druck-Zeit-Kennlinie der Sollwert der als Regelventil eingesetzten Steuerventileinrichtung 7 in Abhängigkeit von der Zeit "t" aufgetragen. Während der Ansaugphase 27 ist der Strömungsquerschnitt zwischen der Sauggreifereinheit 2 und der Vakuumquelle V vollständig ge- öffnet, um einen schnellstmöglichen Druckabfall und folglich ein schnellstmögliches Ergreifen eines Gegenstandes 13 zu gewährleisten. Während der sich daran anschließenden Abwurfphase 32 wird wiederum der im Innern der Sauggreifereinheit 2 herrschende Ist-Druck mittels mindestens einer Druckmesseinrichtung 23 ständig gemessen und durch entsprechende geregelte Ansteuerung der Steuerventileinrichtung 7 auf einen vorgegebenen Soll-Druck geregelt. Der Steuereinheit 12 zugeordnete Eingabemittel 34 ermöglichen vorzugsweise eine variable Eingabe des gewünschten Druckwertes des Soll -Druckes durch den Bediener der Vakuum-Greifvorrichtung oder durch eine externe elektronische Steuereinrichtung. In FIG. 5, the desired value of the control valve device 7 used as a control valve is plotted as a function of the time "t" below the pressure-time characteristic curve. During the intake phase 27, the flow cross section between the suction gripper unit 2 and the vacuum source V is completely closed. opens to ensure the fastest possible pressure drop and consequently the fastest possible gripping of an object 13. During the subsequent discharge phase 32, in turn, the actual pressure prevailing in the interior of the vacuum gripper unit 2 is continuously measured by means of at least one pressure measuring device 23 and regulated by a corresponding controlled actuation of the control valve device 7 to a predetermined desired pressure. The control unit 12 associated input means 34 preferably allow a variable input of the desired pressure value of the target pressure by the operator of the vacuum gripping device or by an external electronic control device.
Bevorzugt wird als Soll-Druck der Atmosphärendruck vorgegeben. Dadurch wird der Ist-Druck während der Abwurfphase 32 auf einen Soll-Druck von Null bar ausgeregelt. Die über entsprechende Regelungsmittel 36 verfügenden Steuermittel 26 sind dabei so parametriert , dass im Druckverlauf des Ist- Druckes ein gezieltes und kontrolliertes Überschwingen in den Überdruckbereich provoziert wird. Dadurch ist sichergestellt, dass das Vakuum in der Sauggreifereinheit 2 vollständig abgebaut wurde und sich der bis dahin gegriffene Gegenstand vom Sauggreifer 3 gelöst hat. Prinzipiell könnte der Ist-Druck während der Abwurfphase 32 auch auf einen Soll-Druck eingeregelt werden, der etwas größer ist als der Atmosphärendruck. Die Regelung auf den Atmosphärendruck ist jedoch insbesondere auch aus Gesichtspunkten der Energieeffizienz wesentlich vorteilhafter . Preferably, the atmospheric pressure is specified as the desired pressure. As a result, the actual pressure during the discharge phase 32 is adjusted to a target pressure of zero bar. The control means 26, which have corresponding control means 36, are parameterized in such a way that a targeted and controlled overshoot into the overpressure range is provoked in the course of the pressure of the actual pressure. This ensures that the vacuum in the vacuum gripper unit 2 has been completely reduced and the previously gripped object has detached from the suction gripper 3. In principle, the actual pressure during the discharge phase 32 could also be adjusted to a desired pressure, which is slightly greater than the atmospheric pressure. However, the regulation to the atmospheric pressure is much more advantageous especially from the viewpoint of energy efficiency.
Es versteht sich, dass beim Betrieb der Vakuum- Greifvorrichtung mittels der mindestens einen Druckmesseinrichtung 23 eine Druckerfassung des Ist-Druckes nicht nur während der Erzeugung des Abwurfimpulses erfolgen kann, sondern bevorzugt auch während der anderen Betriebsphasen statt- findet, insbesondere während der Ansaugphase 27. Auf diese Weise ist stets sichergestellt, dass das in der It is understood that during operation of the vacuum gripping device by means of the at least one pressure measuring device 23, a pressure detection of the actual pressure can take place not only during the generation of the ejection pulse, but preferably also during the other operating phases instead. In particular, during the suction phase 27. In this way, it is always ensured that in the
Sauggreifereinheit 2 anliegende Vakuum ausreichend groß ist, um einen Gegenstand 13 sicher festhalten zu können. Die mindestens eine Druckmesseinrichtung 23 kann bei Bedarf auch genutzt werden, um während der Ansaugphase 27 eine Druckregelung vorzunehmen und den Ist-Druck trotz vorübergehender Unterbrechung der Unterdruckversorgung auf einem ausreichend hohen Niveau zu halten. Dies gestattet es, den Un- terdruckbetrieb zur Energieeinsparung zeitweilig abzuschalten . Suction gripper unit 2 adjacent vacuum is sufficiently large to securely hold an object 13 can. If required, the at least one pressure-measuring device 23 can also be used to perform a pressure regulation during the intake phase 27 and to keep the actual pressure at a sufficiently high level, despite a temporary interruption of the vacuum supply. This makes it possible to temporarily switch off the negative pressure operation for energy saving.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Vakuum-GreifVorrichtung, die eine mindestens einen Sauggreifer (3) aufweisende Sauggreifereinheit (2) enthält, die über eine an sie angeschlossene Steuerventileinrichtung (7) wahlweise mit einer in dem Sauggreifer (3) einen Unterdruck hervorrufenden Vakuumquelle (V) oder mit einer in dem Sauggreifer (3) einen Abwurfimpuls erzeugenden Überdruckquelle (P) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abwurfimpuls abhängig von dem sich nach Verbindung mit der Überdruckquelle (P) in der 1. A method for operating a vacuum gripping device, which comprises a suction gripper unit (2) having at least one suction gripper (3) connected via a connected to it control valve means (7) optionally with a vacuum source in the vacuum gripper (3) vacuum source (V ) or with a in the suction pad (3) a discharge pulse generating overpressure source (P) is connectable, characterized in that the discharge pulse depends on the after connection to the overpressure source (P) in the
Sauggreifereinheit (2) einstellenden Ist-Druck erzeugt wird. Suction cup unit (2) adjusting actual pressure is generated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Erzeugung des Abwurfimpulses ein in der 2. The method according to claim 1, characterized in that during the generation of the ejection pulse in the
Sauggreifereinheit (2) herrschender Ist-Druck gemessen wird und die Überdruckquelle (P) mittels der Steuerventileinrichtung (7) von der Sauggreifereinheit (2) abgetrennt wird, wenn der gemessene Ist-Druck einen vorgegebenen Überdruck- Grenzwert (PG) erreicht hat. Suction gripper unit (2) prevailing actual pressure is measured and the overpressure source (P) by means of the control valve device (7) is separated from the suction pad unit (2) when the measured actual pressure has reached a predetermined excess pressure limit (PG).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Überdruck-Grenzwert (PG) ein Druck im Bereich zwischen 0,05 bar und 0,15 bar und vorzugsweise ein Druck im Bereich von 0,1 bar gewählt wird. 3. The method according to claim 2, characterized in that as the excess pressure limit (PG), a pressure in the range between 0.05 bar and 0.15 bar and preferably a pressure in the range of 0.1 bar is selected.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Erzeugung des Abwurfimpulses ein in der 4. The method according to claim 1, characterized in that during the generation of the ejection pulse in the
Sauggreifereinheit (2) herrschender Ist-Druck gemessen wird und dieser Ist-Druck unter zumindest kurzzeitiger Überschrei- tung des Atmosphärendruckes durch entsprechende Ansteuerung der Steuerventileinrichtung (7) auf einen Soll-Druck (PS) geregelt wird. Suction pad unit (2) prevailing actual pressure is measured and this actual pressure under at least temporary overrun tion of the atmospheric pressure by appropriate control of the control valve device (7) to a desired pressure (PS) is controlled.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Soll-Druck (PS) der atmosphärische Druck vorgegeben wird und die Druckregelung derart parametriert ausgeführt wird, dass im Druckverlauf des Ist-Druckes während des Regelungsvorganges ein Überschwingen auf einen Überdruck stattfindet. 5. The method according to claim 4, characterized in that as the target pressure (PS) of the atmospheric pressure is set and the pressure control is configured in such a parameterized that takes place in the pressure curve of the actual pressure during the control process overshoot to an overpressure.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Erzeugung des Abwurfimpulses ein in der 6. The method according to claim 1, characterized in that during the generation of the ejection pulse in the
Sauggreifereinheit (2) herrschender Ist-Druck gemessen wird und die Überdruckquelle (P) mittels der Steuerventileinrichtung (7) von der Sauggreifereinheit (2) abgetrennt wird, wenn bei der Messung des Ist-Druckes ein Druckabfall (31) detek- tiert wird. Suction pad unit (2) prevailing actual pressure is measured and the overpressure source (P) by means of the control valve device (7) is separated from the suction pad unit (2) when a pressure drop (31) is detected in the measurement of the actual pressure.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektion des Druckabfalls (31) durch Ermittlung einer negativen Steigung des Ist-Druckverlaufes im Rahmen einer Differenzierung des gemessenen Ist-Druckverlaufes erfolgt. 7. The method according to claim 6, characterized in that the detection of the pressure drop (31) by determining a negative slope of the actual pressure profile within a differentiation of the measured actual pressure profile takes place.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf der Detektion des Druckabfalls (31) ein Abwurfbestätigungssignal erzeugt wird. 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that based on the detection of the pressure drop (31) a discharge confirmation signal is generated.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauggreifereinheit (2) eine mit dem mindestens einen Sauggreifer (3) verbundene und an die Steuerventileinrichtung (7) angeschlossene Arbeitsleitung (4) enthält, die insbesondere von einer flexiblen Schlauchleitung gebildet ist. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the vacuum gripper unit (2) connected to the at least one suction gripper (3) and to the control valve device (7) connected working line (4), in particular of a flexible hose line is formed.
10. Verfahren nach Anspruch 9 in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Druck im Bereich des Sauggreifers (3) gemessen wird, insbesondere im Übergangsbereich zwischen der Arbeitsleitung (4) und dem Sauggreifer (3 ) . 10. The method according to claim 9 in conjunction with one of claims 2 to 8, characterized in that the actual pressure in the region of the suction gripper (3) is measured, in particular in the transition region between the working line (4) and the suction gripper (3).
11. Verfahren nach Anspruch 9 in Verbindung mit einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Druck im Bereich der Steuerventileinrichtung (7) gemessen wird, insbesondere im Übergangsbereich zwischen der Steuerventileinrichtung (7) und der Arbeitsleitung (4) . 11. The method of claim 9 in conjunction with one of claims 2 to 8, characterized in that the actual pressure in the region of the control valve device (7) is measured, in particular in the transition region between the control valve device (7) and the working line (4).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerventileinrichtung (7) eine Proportionalventileinrichtung (17) verwendet wird, insbesondere eine Piezoventileinrichtung . 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a proportional valve device (17) is used as a control valve device (7), in particular a piezo valve device.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerventileinrichtung (7) eine digital schaltbare Schaltventileinrichtung (22) verwendet wird, die zweckmäßigerweise für die Steuerung der Verbindung mit der Überdruckquelle (P) und für die Steuerung der Verbindung mit der Vakuumquelle (V) jeweils ein eigenes Steuerventil (18, 19) enthält. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that as a control valve device (7) a digitally switchable switching valve device (22) is used, which expediently for controlling the connection to the overpressure source (P) and for controlling the connection with the vacuum source (V) each having its own control valve (18, 19).
14. Vakuum-GreifVorrichtung, die eine mindestens einen 14. Vacuum gripper device, which has at least one
Sauggreifer (3) aufweisende Sauggreifereinheit (2) enthält, die über eine an sie angeschlossene Steuerventileinrichtung (7) wahlweise mit einer in dem Sauggreifer (3) einen Unterdruck hervorrufenden Vakuumquelle (V) oder mit einer in dem Sauggreifer (3) einen Abwurfimpuls erzeugenden Überdruckquelle (P) verbindbar ist, wobei zur Ansteuerung der Steuerventileinrichtung (7) eine elektronische Steuereinheit (12) vorhanden ist und wobei der Sauggreifereinheit (2) mindestens eine zur Messung des in ihr herrschenden Ist-Druckes geeigne te und mit der elektronischen Steuereinheit (12) kommunizierende Druckmesseinrichtung (23) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuereinheit (12) über Steuermittel (26) verfügt, durch die die Steuerventileinrich tung (7) zur Erzeugung des Abwurfimpulses abhängig von dem sich nach Verbindung mit der Überdruckquelle (P) in der Sauggreifereinheit (2) einstellenden Ist-Druck ansteuerbar Suction gripper (3) having suction pad unit (2), which via a connected to them control valve device (7) optionally with a vacuum in the suction gripper (3) causing vacuum source (V) or in the suction gripper (3) a discharge pulse generating overpressure source (P) is connectable, wherein for controlling the control valve device (7) an electronic control unit (12) is present and wherein the suction pad unit (2) at least a for measuring the prevailing in their actual pressure geeigne te and with the electronic control unit (12) communicating pressure measuring device (23) is associated, characterized in that the electronic control unit (12) via control means (26) through which the Steuerventileinrich device (7) for generating the ejection pulse depending on the itself after connection to the overpressure source (P) in the suction pad unit (2) adjusting the actual pressure controllable
15. Vakuum-GreifVorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Ausführung des Verfahrens nach nem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet ist. 15. Vacuum-gripping device according to claim 14, characterized in that it is designed for carrying out the method according to nem of claims 1 to 13.
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